지난해 말 미국 질병통제예방센터(CDC)는 2018년 미국 신생아 숫자가 32년 만에 최저를 기록했으며 4년 연속 하락 추세를 보이고 있다는 통계를 발표했습니다. 한국 역시 매년 신생아 숫자는 줄고 있습니다. 통계청의 발표에 따르면 2018년 기준으로 가임기 여성이 평생 낳을 수 있는 자녀의 숫자를 말하는 합계 출산율이 0.98명으로 1명에도 못 미치고 있습니다. 인구 절벽에 맞닥뜨린 중앙정부와 각 지방자치단체들은 출산율을 높이기 위해 다양한 정책들을 내놓고 있습니다. 대부분이 출산 후 경제적 지원에만 초점이 맞춰져 있습니다. ●산모에게 PTSD 촉발… 아기의 뇌에 영향 정작 임산부와 태아에 대한 관심은 뒷전입니다. 임신 중 스트레스는 아이의 뇌에도 영향을 미치며 임신 중 유산이나 자궁외임신 같은 문제는 외상후장애스트레스증후군(PTSD)을 촉발시킬 수 있을 뿐만 아니라 임신과 출산은 여성 혈관 건강에도 악영향을 미친다는 연구결과들이 나와 있는데도 말입니다. 우선 미국 국립어린이병원 산하 뇌발달센터, 아동건강연구소 등으로 구성된 연구팀은 임신 중 스트레스, 불안감, 우울감은 태아의 뇌 발달에 문제를 일으킬 수 있다는 연구결과를 미국 의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 소아과학’ 14일 자에 발표했습니다. 특히 태아의 건강에 문제가 있는 경우 임산부의 스트레스는 일반 임산부보다 2배 이상 높다고 연구팀은 밝혔습니다. 엄마가 받는 스트레스는 태아의 해마와 소뇌에 영향을 미치는 것으로 확인됐습니다. 해마는 기억과 학습, 소뇌는 운동기능을 조절하고 감정, 주의력, 언어 능력에도 관여하는 뇌 부위로 알려졌습니다. 최근에는 결혼이 늦어 나이가 들어 임신하는 경우도 늘고 있습니다. 임신 나이가 늦은 고위험 임산부들에게서는 유산이나 자궁외임신 같은 문제가 나타날 확률도 높아집니다. 영국 임페리얼 칼리지 런던 의대, 벨기에 루벤대 공동연구팀은 유산이나 자궁외임신을 겪은 산모들은 전쟁, 충격적인 사고나 자연재해를 겪었을 때 나타나는 PTSD를 경험하게 되고 그 기간도 오래 지속될 가능성이 크다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘미국 산부인과학회지’ 15일 자에 실었습니다. 연구팀이 유산이나 자궁외임신을 경험한 573명의 여성을 대상으로 조사한 결과 29%가 PTSD, 24%는 심각한 불안증세, 11%는 우울증을 앓는 것으로 나타났습니다. ●여성의 임신·출산, 혈관 노화 속도 촉진 임신과 출산은 여성 건강 전반에 상당한 영향을 미친다는 연구결과도 나왔습니다. 미국 시더스-시나이병원 부설 심장연구소 연구팀은 5~98세의 여성 3만 2833명을 43년 동안 추적조사한 결과 여성은 남성보다 혈관 노화가 더 빠르게 진행된다는 사실을 밝혀내고 ‘JAMA 심장학’ 16일 자에 발표했습니다. 연구팀에 따르면 특히 임신과 출산을 경험한 30세 이상 여성들의 혈관 노화속도는 더 빨라 같은 나이의 남성보다 심혈관질환에 걸릴 확률이 더 높다고 설명했습니다. 임신과 출산은 여성의 몸과 삶에 상당한 영향을 미치는 일입니다. 출산율을 단순히 경제적 측면에서, 그리고 여성과 태아를 하나의 숫자로 접근하는 현재의 관점에서 벗어나지 않는다면 출산율 하락에 따른 인구절벽이라는 문제는 영원히 해결하기 어려울지도 모릅니다. edmondy@seoul.co.kr

광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부, 광운대 전자공학부 공동연구팀은 육안으로는 볼 수 없지만 특정 방향의 빛(편광)을 쬐어주면 보이는 초박막 편광 디스플레이를 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 기존 편광 디스플레이는 나노기둥을 정렬하기 어려워 수 마이크로미터(㎛) 면적으로 만드는데 그쳤고 소재가 딱딱해 다양한 표면에 사용하기 어려웠다. 연구팀은 자기정렬형 나노기둥을 유연기판 위에 센티미터(㎝) 크기의 면적에 비스듬한 형태로 넓게 증착시키는 데 성공했다. 이번 기술은 광학보안 기술 활용 이외에도 표면에 물이 닿았을 때 감춰진 패턴을 드러내게 만들 수도 있어서 환경 오염 감지용 센서로도 사용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘해리포터’와 ‘반지의 제왕’에서는 몸을 숨길 수 있는 망토가 등장한다. 현실에서도 레이더나 음파를 흡수해버리는 스텔스기나 스텔스함정, 스텔스 잠수함 등이 있다. 이렇게 스텔스 기능을 만들어 주는 것은 자연계에는 존재하지 않는 메타물질 때문이다. 국내 연구진이 음파 성질을 자유자재로 바꿔 투명망토나 스텔스 기능은 물론 소음까지 없애줄 수 있는 메타물질을 개발해 주목받고 있다. 서울대 전기전자공학부, 홍콩과학기술대 공동연구팀은 디지털 프로그램으로 폭넓은 영역에 스텔스 기능을 구현할 수 있는 가상 메타물질 기술 개발에 성공하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 14일자에 발표했다. 특히 이번 기술은 음향 파동이라는 물질적 특성을 자유자재로 구현할 수 있어 다양한 분야로 활용할 수 있다는 특징이 있다. 메타물질은 자연계에는 존재하지 않는 특이한 물리적 특성을 가진 물질로 고해상도 이미징, 투명망토, 스텔스 기능, 무반사 태양전지 등 다양하게 활용이 가능하다. 문제는 메타물질을 만드는데 사용된 자연물질과 구조체의 특성에 따라 메타물질의 성질과 기능이 결정되기 때문에 메타물질을 사용하려는 목적에 맞춰 모든 영역에 적용하기는 쉽지 않다. 이 때문에 기존에 메타물질을 설계할 때는 메타물질 구조체를 설계한 다음 원하는 특성을 가질 때까지 조금씩 변형하는 설계기법이 쓰였다.연구팀은 거꾸로 원하는 특성을 얻을 수 있는 메타물질 구조를 계산해 만드는 방식을 선택했다. 이를 위해 디지털 회로와 신호처리 기술을 이용해 자연물질의 분극현상을 흉내내 실제 구조체 없이도 원하는 파동물성과 주파수 분산 특성을 자유자재로 구현하는 가상화 음향 메타물질 기술을 개발했다. 스텔스기를 만든다고 할 때 기존에는 스텔스기 표면에 물리적으로 메타물질을 붙이거나 도색을 해야 했지만 이번 기술을 활용하면 기존 항공기도 스텔스 기능을 갖출 수 있게 되는 것이다. 연구팀은 이번에 개발한 가상의 메타물질을 이용해 빛, 소리 등 파장의 반사, 산란 같은 현상을 제어할 수 있게 됨에 따라 레이더나 소나로부터 탐지되지 않는 스텔스 기술이나 방음, 흡음설계도 가능하다고 설명하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

차가운 합성물질이 아닌 실제 살아있는 세포를 이용해 만든 로봇이 세계 최초로 등장했다. 획기적인 결과물인 만큼 윤리적 논란도 예상된다. 사이언스데일리 등 과학전문매체의 13일 보도에 따르면 미국 버몬트대학과 터프츠대학 공동 연구진은 아프리카발톱개구리에게서 채취한 피부와 심장 세포 및 슈퍼컴퓨터를 이용해 초소형 ’로봇‘을 제작하는데 성공했다. 연구진은 개구리 배아로부터 심장세포와 피부세포를 조합하고, 슈퍼컴퓨터의 진화 알고리즘을 이용해 시뮬레이션 모델을 설계했다. 연구진이 심장과 피부세포를 이용한 이유는 스스로 수축과 이완을 하는 세포의 에너지와 움직임이 기계의 동력원 역할을 할 수 있기 때문이다. 이후 연구진은 해당 시뮬레이션 설계를 통해 총 네 개의 다리와 중앙에 비어있는 공간을 가진 세포 모델을 구현하는데 성공했다. 아프리카발톱개구리의 학명을 따 제노봇‘(xenobot)이라고 명명된 이 로봇은 직선 또는 작은 원을 그리며 이동할 수 있고, 몇 개 이상의 세포가 ’합동‘으로 움직이는 것도 가능하다. 이 모든 움직임은 컴퓨터 프로그래밍을 통해 제어가 가능하다. 세포인 만큼 손상될 경우 자가복구가 가능하며, 세포의 생명력에 따라 7일 정도가 지나면 세포가 죽는 과정과 동일한 과정으로 죽어 없어진다. 연구진은 크기가 1㎜ 남짓한 이 ’살아있는 로봇‘이 중앙의 비어있는 공간에 특정 약물을 싣고 몸 안으로 들어가 특정 위치에 정확하게 약물을 전달하거나, 동맥 내벽의 플라크를 제거하는 등 다양한 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대했다. 연구진은 “그동안 DNA나 세포조직 일부가 기계 제작에 활용된 사례는 있었지만 순수하게 생물학적 세포만으로 로봇이 만들어진 것은 이번이 처음”이라면서 “다만 이 같은 성과는 윤리적인 문제에 직면할 수 있다. 살아있는 조직인 만큼 생명체로 봐야하는지, 기계로 봐야하는지에 대한 논란이 생길 수 있기 때문”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구는 기계나 로봇이 합성물질로 만들어져야 한다는 고정관념에서 벗어난 결과”라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

21세기 지구상에 살고 있는 인간을 포함한 모든 생물체에 가장 중요한 과학적 문제는 지구온난화로 인한 기후변화일 것이다. 기후변화로 인해 겨울철 혹한과 폭설, 여름철 폭염과 열대성 폭풍 등이 잦아지고 있다. 특히 태풍이나 허리케인, 사이클론 등 열대성 저기압은 적도 부근 바다온도에 영향을 받고 있다. 많은 과학자들이 열대지역의 해수온도가 높아지는 이유에 대해 찾고 있지만 아직까지 정확한 해석을 내놓고 있지 못하다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학부, 미국 하와이대 대기과학과, 시애틀 워싱턴대 대기해양합동연구소 공동연구팀은 아열대 지역에서 발생한 온실기체가 열대지역 온도 상승을 부추긴다는 사실을 밝혀내고 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 14일자에 발표했다. 이산화탄소, 메탄 같은 대기 중 온실가스가 지구 평균기온을 상승시킨다는 것은 잘 알려져 있지만 그 정도는 지역마다 차이를 보이고 있다. 지난 50년 간 지구 전체 평균 해수면 온도는 0.55도 상승했지만 동태평양을 제외한 열대지역 해수면 온도는 0.71도 높아졌다. 열대 해수면 온도상승은 4~5년에 한 번씩 발생하는 엘니뇨 현상과 맞물려 날씨와 강우를 불안정하게 만들기 때문에 기후과학자들의 관심 대상이었다. 연구팀은 열대 지역은 해들리 순환이라는 대규모 대기순환을 통해 아열대 지역과 영향을 주고 받는다는 사실에 착안했다. 연구팀은 열대와 아열대에서 발생한 온실가스가 온도상승에 기여하는 정도를 분리해 접근했다. 기후모형으로 열대와 아열대 지역에 이산화탄소 농도가 증감을 시뮬레이션해 대기와 해양순환과정을 정밀분석했다. 기존 기후분석 모형들은 전 지구에 동일한 농도의 이산화탄소가 있다고 가정했기 때문에 지구온난화가 다른 지역에 어떤 영향을 미치는지에 대해 정확히 알지 못했었다.그 결과 아열대 지역 이산화탄소는 같은 양의 열대지역 이산화탄소보다 열대 해수면 온도를 40% 이상 상승시키는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 온실가스 증가로 아열대 지역의 온도가 상승할 경우 적도-아열대 간 온도차가 줄어들고 해들리 순환이 약화된다는 것이 관찰됐다. 이에 따라 무역풍과 해수용승 현상이 줄어 결국 열대 해수면 온도 증가로 이어진다는 설명이다. 이와 동시에 무역풍이 열대지역으로 수송하던 수증기량도 감소해 열대지역 구름양이 줄어들어 맑은 날이 계속되면서 일사량이 늘어나고 온도 증가를 촉진시킨다는 것도 확인됐다. 악셀 팀머만 IBS 기후물리연구단 단장(부산대 석학교수)은 “이번 연구는 아열대 지역인 중남부 아시아, 미국 남부 등에서 온실가스 감소가 열대지역의 온도 상승에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “온실가스 이외 대기 질이 미치는 영향을 추가로 연구해 이 같은 상관관계를 명확하게 밝힐 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

녹차를 자주 마시는 것이 심혈관질환으로 인한 사망 위험을 낮추고 기대수명을 늘리는데 더욱 도움을 준다는 연구결과가 나왔다. 중국사회과학원(CAS) 산하 중국의약과학원(CAMS) 연구진은 중국 성인 10만 902명을 대상으로 조사를 실시했다. 실험 참가자들은 모두 심장마비나 뇌졸중, 암 등을 진단받은 적이 단 한 번도 없었으며, 연구진은 이들을 일주일에 3회 이상 자주 차를 마시는 A그룹과, 3회 이하 또는 아예 차를 마시지 않는 B그룹으로 나누고 7.3년간 건강상태를 추적 관찰했다. 관찰기간 동안 자주 차를 마신 사람의 49%는 녹차를 섭취했으며, 8%는 홍차를 마신 것으로 나타났다. 심장마비나 뇌졸중에 걸리거나 심혈관 질환에 의해 사망한 사람은 3700여 명이었다. 분석 결과 규칙적으로 일주일에 3회 이상 차를 마신 A그룹은 B그룹에 비해 심장질환과 뇌졸중 진단을 받을 위험은 20%, 위 질환으로 사망할 위험은 22%, 모든 질병으로 인해 사망할 위험은 15% 더 낮은 것으로 나타났다. 또 50세를 기준으로 했을 때, 일주일에 3회 이상 규칙적으로 차를 마신 사람의 수명이 1.26년 더 길다는 사실도 확인됐다. 연구진은 주기적으로 녹차를 마신 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 심장질환이나 뇌졸중 등에 노출될 위험이 약 25% 낮은 것을 확인했지만, 홍차를 자주 마신다고 답한 사람은 8%에 불과했기 때문에 유의미한 분석이 어려웠다고 설명했다. 다만 연구진은 “녹차에는 폴리페놀(체내 유해산소를 해가 없는 물질로 바꿔주는 항산화물질 중 하나)이 매우 풍부해 고혈압이나 이상지질혈증 등의 위험을 낮추는데 효과적”이라면서 “그러나 홍차는 발효차의 일종이며, 발효 과정에서 폴리페놀 등의 성분이 항산화의 효능을 잃을 수 있다”고 분석했다. 이어 “이전 연구결과에 따르면 홍차와 우유를 섞어 마시는 방식은 혈관기능에 도리어 해를 끼칠 가능성이 있다”고 주장했다. 또 “차에 함유된 플리페놀은 우리 몸에 장시간 저장돼 있지 않는다. 따라서 심혈관질환을 에방하는 효과를 보기 위해서는 주기적으로, 자주 차를 마셔주는 것이 좋다”면서 “녹차 추출물이 염증을 가라앉히는 동시에 심장과 혈관의 세포기능을 개선한다는 사실을 확인했다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 ‘유럽 예방심장학회지(European Journal of Preventive Cardiology)’ 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학산업은 물론 제약산업에서 다방면으로 쓰이는 과산화수소를 저렴하면서도 친환경적이고 생산효율을 8배 가량 높일 수 있는 촉매기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 서울시립대 화학공학과, 포항가속기연구소 공동연구팀은 산소와 물만으로 화학산업의 ‘쌀’로 불리는 과산화수소를 저렴하게 생산해 낼 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 14일자에 실렸다. 이번에 개발된 기술은 기존에 사용되던 촉매보다 2000배 가량 저렴해 가격, 효율, 환경 문제를 모두 해결한 것으로 평가받고 있다. 과산화수소는 치약, 주방세제 같은 생활용품은 물론 폐수처리장, 멸균과 살균이 필요한 의료현장, 불순물 제거가 필수적인 반도체 공정 등 다양한 화학, 의료, 환경분야에서 활용되는 화학물질이다. 과산화수소 분자식을 보면 원자 2개, 산소 원자 2개가 결합된 형태이기 때문에 이론적으로는 수소기체, 산소기체, 물만으로도 합성이 가능하지만 실제 세 종류만으로는 활성이 낮아 거의 활용되지는 않는다. 현재는 과산화수소를 만들 때 안트라퀴논을 유기용매에 녹인 뒤 값비싼 귀금속인 팔라듐으로 만든 촉매를 이용해 산화, 환원반응을 거쳐 만들어 진다. 비싼 촉매를 이용해 다단계를 거치기 때문에 에너지 효율이 낮고 유기 용매를 사용하기 때문에 환경오염을 일으킨다는 단점이 있다. 연구팀은 철이나 코발트, 니켈 같은 저렴한 원자가 그래핀 위에 놓여있을 때 전기화학적 반응 효율이 높아진다는 점에 착안했다. 실제로 연구팀은 계산화학적 방법을 이용해 촉매 활성 조절이 가능하다는 것을 확인하고 꿈의 신소재라고 불리는 2차원 그래핀 위에 저렴한 코발트 원자를 올린 형태의 촉매를 만들었다. 팔라듐으로 촉매를 만들었을 때보다 가격이 2000분의 1 수준에 불과하다. 연구팀이 개발한 코발트-그래핀 촉매를 산소포화 수용액에 넣고 전기를 가하면 별도의 화합물이나 복잡한 공정없이 간단히 과산화수소를 생산할 수 있는 것이다.1㎏의 촉매를 사용했을 때 하루 341.2㎏의 과산화수소를 생산할 수 있어 현재 가장 효율이 높다는 귀금속계 촉매보다 8배 이상 생산효율이 높은 것으로 평가받고 있다. 이번에 개발한 촉매는 110시간 이상 연속 생산을 한 뒤에도 성능이 98% 이상 유지되는 것도 관찰됐다. 이와 함께 기존 촉매와는 달리 반응 후 회수해 재활용할 수 있다는 장점을 갖고 있기 때문에 폐촉매 발생 같은 환경문제도 일으키지 않는다. 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 석좌교수)은 “최근 초정밀 반도체, 정밀 기계부품 기술이 발전하면서 과산화수소 수요도 증가하고 있는 만큼 저렴하고도 높은 효율로 생산할 수 있는 방법이 필요한 상황”이라며 “이번 연구는 과산화수소를 환경친화적이며 경제적으로 생산할 수 있게해줄 뿐만 아니라 화학산업 전반의 생산성 향상에도 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국인의 사망원인 7번째를 기록할 만큼 심각한 사회문제로 자리잡은 자살률을 낮추는 방법이 최저임금 인상에 있다는 주장이 나왔다. 미국은 연방 최저임금을 하한선으로 두고 주별로 각기 다른 최저임금을 지급하고 있다. 현재 기준 연방 최저임금은 시간당 7.25달러(13일 기준, 한화 약 8380원) 수준이다. 에모리대학 연구진이 1990~2015년 스스로 목숨을 끊은 사람 중 최종학력이 고등학교 졸업인 18~64세 성인 39만 9206명과 최종학력이 대학교 졸업인 14만 176명을 대상으로 자살률과 최저시급 및 실업률 사이의 연관관계를 분석했다. 그 결과 최종학력이 고등학교 졸업인 성인 그룹의 최저시급이 1달러(약 1156원) 오를 때마다, 자살률이 3.5%에서 최대 6%까지 줄어든다는 사실이 확인됐다. 이러한 현상은 실업률이 높은 기간에 더욱 뚜렷하게 나타났다. 연구진은 특히 현재의 연방 최저임금이 규정된 2009년을 기점으로 최저시급과 자살률 사이의 연관성이 강해지는 것을 확인했다. 고졸 학력의 노동자들이 최저시급 1달러 인상의 혜택을 입을 경우, 해당기간 동안 1만 3800명, 2달러(약 2312원)가 인상될 경우 2만 5900명의 극단적 선택을 막을 수 있었을 것으로 분석했다. 연구 대상으로 삼은 전체 기간으로 확대해서 분석할 경우, 최저시급이 1달러 오르면 2만 27550명, 2달러 오르면 5만 7350명의 극단적 선택을 예방할 수 있었다. 다만 대졸자 이상에게서는 최저시급과 자살률 사이의 연관성이 뚜렷하지 않았다. 연구를 이끈 존 코프먼 에모리대학 교수는 “최저임금법은 잠재적으로 부와 건강 사이의 관계에 기여하며, 저임금 노동자 및 우울증과 자살의 위험이 높은 부양가족의 웰빙과도 직결된다”면서 “개개인에게 우울증이나 자살의 충동과 싸우라고 하는 것보다는 (정책 변화 등) 위로부터의 변화가 이들의 정신건강을 높이는데 도움이 될 수 있다”고 강조했다. 연구에 참여하지 않은 노스캐롤라이나대학 알렉스 거트너 교수는 “최저임금법은 경기침체 기간에도 수입을 일정수준으로 유지하는데 영향을 미치며, 이는 노동자들이 실업 상태의 친구나 부양가족을 도움을 줄 수 있다”고 평가했다. 자세한 연구결과는 영국에서 발행되는 국제학술지 ‘역학과 공동체 건강 저널’(Journal of Epidemiology and Community Health) 최신호에 실렸다. 한편 미국 연방정부는 시간당 7.25달러인 최저임금을 2009년 이후 변동하지 않고 있지만, 일부 주의 경우 최저임금이 15달러에 육박한다. 올해 들어 경기 회복 기대감이 커지면서 미국 내 최저임금은 빠르게 오르고 있는 추세다. 지난 2일 미 경제정책연구소(EPI)는 최저임금이 오르면서 새해 들어 680만 명의 노동자들이 82억 달러(9조 5000억 원)를 더 받을 수 있을 것으로 예측했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

예쁜꼬마선충 노화 경로 유전적 조작 기존 수명보다 5배 늘리는 효과 얻어 “병들지 않고 100세 시대 열 수 있을 것”과학과 의학이 발달하면서 많은 사람이 100세 시대가 열릴 것으로 기대한다. 중국과 미국 생물학자들이 이를 훨씬 뛰어넘는 400~500세 시대를 열 수도 있다는 가능성을 제시한 연구 결과를 발표해 주목받고 있다. 중국 난징대 뇌과학연구소, 미국 MDI생물학연구소, 캘리포니아 벅 노화연구소 공동연구팀은 ‘예쁜꼬마선충’이라는 벌레를 이용해 수명을 5배 늘릴 수 있는 세포 경로를 발견하고 실제 수명을 늘리는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 몸길이가 1㎜ 정도에 불과한 예쁜꼬마선충이라는 벌레는 세포 수가 950여개, 신경세포(뉴런)는 300여개를 갖고 있으며 약 2만개의 유전자로 구성돼 있다. 유전자의 40% 정도가 인간에게도 있기 때문에 세포생물학, 신경생물학, 노화 등의 연구에서 다양하게 사용되는 실험동물이다. 예쁜꼬마선충의 수명은 평균 3~4주에 불과하지만 연구팀은 ‘세포의 공장’이라고 불리는 미토콘드리아와 세포에서 노화를 관장하는 경로를 찾아 변형시켜 15~20주까지 수명을 늘리는 데 성공했다. 연구팀은 수명 증가에 영향을 미치는 것으로 알려진 인슐린신호전달체계(IIS)와 TOR이라는 영양신호전달경로를 모두 유전적으로 변형시킨 뒤 수명 증가 추이를 살펴봤다. 보통 IIS를 변화시키면 수명이 2배 정도 증가하고 TOR 경로를 변화시키면 30% 정도 수명 증가 효과가 있는 것으로 알려졌다. 이 때문에 연구팀은 두 경로를 모두 변화시킬 경우 130% 정도 수명이 증가할 것으로 예상했지만 수명 증가가 5배 이상인 것으로 나타난 것이다. 연구팀은 이 같은 결과를 인간 수명에 적용한다면 약 400~500세에 해당된다고 밝혔다. 디 첸 난징대 박사는 “연구 결과는 생물학 분야에서 수명에 관한 한 ‘1+1=2’가 아니라 ‘1+1=5’가 될 수 있다는 가능성을 보여 준 것”이라며 “수명 연장 경로를 파악함으로써 늙고 병들지 않고 100세 시대를 열 수 있게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1920년 미국의 동화작가 휴 로프팅이 쓴 ‘닥터 둘리틀’ 시리즈를 원작으로 한 영화 ‘닥터 두리틀’이 얼마 전 개봉했다. 영화 초반에는 아내를 사고로 잃고 동물들과 집 안에 은둔하는 두리틀 박사가 등장한다. 특정 이유 때문에 바깥 출입을 하지 않고 가족 이외의 사람들과는 인간관계를 맺지 않는 일이 6개월 이상 지속되면 은둔형 외톨이로 분류된다. 이웃 일본에서는 히키코모리라고 부르는 이런 은둔형 외톨이 증상을 보이는 사람들이 늘어나고 있어서 심각한 사회문제가 되기도 했다. 이 같은 상황에서 정신의학자들은 은둔형 외톨이로 분류되는 극도의 사회적 고립상태를 겪는 사람들이 실제 알려진 것보다 많고 이들을 위한 의학적 도움을 주기 위해서는 명확하고 일관된 정의가 필요하다고 의견을 모았다. 일본 큐슈대 의대, 미국 오레곤보건과학대 정신과학과, 포틀랜드주립대 보건대 공동연구팀은 은둔형 외톨이 현상에 대한 새로운 진단기준을 정립했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 이와 함께 디지털과 통신기술 발달로 대인접촉이 줄어드는 것도 은둔형 외톨이 증상을 강화시키는 하나의 원인이 된다고도 주장했다. 이 같은 연구결과는 실험심리학 및 정신의학 분야 국제학술지 ‘국제 정신과학’ 2월호에 실릴 예정이다. 연구팀은 은둔형 외톨이 증상을 규정할 수 있는 4가지 기준을 제시했다. 연구팀이 제시한 기준은 ▲집 안팎에서 지낸 시간의 비율 ▲대인관계 회피 정도 ▲정신적 고통 여부 ▲우울증, 양극성 성격장애와 같은 다른 정신과질환 여부로 이들에 따라 은둔형 외톨이 증상에 대한 대응법이 달라져야 한다는 것이다. 연구팀은 은둔형 외톨이 증상이 심한 사람들은 불안하기 때문에 은둔을 하는 것이 아니라 자신의 편안함을 위해 은둔하는 경우가 많고 사회적으로 스스로를 격리하는 것에 대해 만족감을 느낀다고 지적했다. 또 우울증 같은 정신과적 질환을 앓고 있다면 은둔형 외톨이로 분류해서는 안된다고도 덧붙였다. 이 같은 기준을 만든 것은 그동안 의료계에서는 사회적 고립, 은둔형 외톨이 증상에 대해서 심각한 정신적 문제로 생각하지 않았기 때문이라고 밝혔다. 연구팀은 이와 함께 현대 디지털, 통신기술 같은 의사소통 향상을 위한 도구들이 오히려 은둔형 외톨이 증상을 강화시킬 우려가 크다고 강조했다. 온라인을 통해 타인과 비대면 접촉이 늘어날수록 사람과의 만남을 불편해 하고 혼자 있는 것을 선호하게 되면서 사람들을 잠재적 은둔형 외톨이 환자로 만들 가능성이 크다는 것이다. 가토 다카히로 큐슈대 교수(정신과학)는 “디지털 기술과 통신 기술의 발전이 삶을 더 편리하게 만들어줄지는 모르겠지만 정신건강 측면에서 볼 때는 온라인으로 보내는 시간이 사람 대 사람으로 대면하는 시간보다 많아질 경우 은둔형 외톨이 증상을 강화시킬 뿐만 아니라 우울증 등의 원인이 될 수도 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의학이 발달하면서 많은 사람들이 100세 시대가 열릴 것으로 기대하고 있다. 중국과 미국 생물학자들이 이를 훨씬 뛰어넘는 400~500세 시대를 열 수도 있다는 가능성을 제시한 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 중국 난징대 뇌과학연구소, 미국 MDI생물학연구소, 캘리포니아 벅 노화연구소 공동연구팀은 ‘예쁜꼬마선충’이라는 벌레를 이용해 수명을 5배 늘릴 수 있는 세포 경로를 발견하고 실제 수명을 늘리는데 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 몸길이가 1㎜ 정도에 불과한 예쁜꼬마선충이라는 벌레는 세포수가 950여개, 신경세포(뉴런)는 300여개를 갖고 있으며 약 2만개의 유전자로 구성돼 있다. 유전자의 40% 정도가 인간에게도 있기 때문에 세포생물학, 신경생물학, 노화 등의 연구에서 다양하게 사용되는 실험동물이다. 예쁜꼬마선충의 수명은 평균 3~4주에 불과하지만 연구팀은 ‘세포의 공장’이라고 불리는 미토콘드리아와 세포에서 노화를 관장하는 경로를 찾아 변형시킴으로써 15~20주까지 수명을 늘리는데 성공했다. 연구팀은 수명 증가에 영향을 미치는 것으로 알려진 인슐린신호전달체계(IIS)와 TOR영양신호전달경로를 모두 유전적으로 변형시킨 뒤 수명 증가추이를 살펴봤다. 보통 IIS를 변화시키면 수명이 2배 정도 증가하고 TOR경로를 변화시키면 30% 정도 수명 증가 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 연구팀은 두 경로를 모두 변화시킬 경우 130% 정도 수명이 증가할 것으로 예상했지만 수명 증가가 5배 이상인 것으로 나타난 것이다. 연구팀은 이 같은 결과를 인간 수명에 적용한다면 약 400~500세에 해당된다고 밝혔다. 디 첸 난징대 박사는 “이번 연구결과는 생물학 분야에서 수명에 관한 한 ‘1+1=2’가 아니라 ‘1+1=5’가 될 수 있다는 가능성을 보여준 것”이라며 “똑같은 효과를 사람이나 다른 동물들에 적용할 수는 없겠지만 수명 연장 경로를 파악함으로써 늙고 병들지 않고 100세 시대를 열 수 있게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지방이 많은 비대한 혀가 수면무호흡증(OSA)의 가장 주된 원인이 될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 일반적으로 크고 비대한 혀는 비만인 사람에게서 자주 확인되는데, 최근 미국 펜실베이니아대학 연구진은 비만이 아니어도 비대한 혀를 가진 사람이라면 수면무호흡증 증상을 보일 수 있다고 설명했다. 연구진은 수면무호흡으로 양질의 수면을 취하지 못하는 67명을 대상으로 추적관찰을 실시했다. 실험참가자들은 모두 체질량지수(BMI)가 30 이상인 비만에 속하는 사람들이었으며, 연구진은 6개월에 걸쳐 이들에게 몸무게를 10% 가량 감량하도록 지시한 뒤 추적관찰했다. 동시에 연구진은 주기적으로 실험참가자들의 혀와 목 부위를 MRI 촬영해 상기도(기도에서 기관지, 후두, 인두, 비강이 있는 부위)의 변화도 살폈다. 상기도가 좁아질 경우 수면무호흡이 나타나는 것으로 알려져 있다. 분석 결과 실험참가자들이 몸무게를 10% 감량할 경우 수면무호흡 증상은 30% 호전되는 것을 확인했다. MRI 스캐닝 결과 몸무게가 줄어들수록 혀의 부피도 눈에 띄게 줄었고, 혀가 더 ‘날씬’해진 사람일수록 증상의 호전 정도도 훨씬 높았다. 또 몸무게를 감량할 경우 상기도가 좁아지는 현상이 덜해진 것은 사실이지만, 적어도 이번 실험에서는 그 어떤 요소보다 혀가 날씬해지는 것이 수면무호흡 증상을 호전되게 하는데 가장 큰 역할을 했다고 연구진은 설명했다. 연구진은 수면무호흡과 관련해 혀 지방의 역할을 지대로 이해한다면 새로운 치료법을 찾는데 도움이 될 수 있을 것으로 기대했다. 예컨대 식이요법을 포함해 전반적인 체중감량을 촉진하는 것과 혀의 지방 세포를 얼려 탈락하게 하는 방식, 그리고 상기도를 튼튼하게 하는 운동 등이 혀의 지방을 줄이고 수면무호흡을 개선하는데 도움이 될 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 펜실베이니아대학의 리차드 슈왑 박사는 “지방은 대체로 혀의 뒷면에 축적되며, 혀에 쌓이는 지방이 많아질수록 질퍽하고 물렁물렁한 세포 조각들이 기도를 막아 호흡을 방해할 가능성이 높다”면서 “체중감량으로 인해 수면모호흡 증상 개선에 가장 많은 영향을 미친 부분은 바로 ‘날씬해진 혀’라는 사실을 확인했다”고 강조했다. 한편 이번 연구결과는 미국 흉부학회 학술지 ‘호흡기및중환자의학’(American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine) 최신호(10일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

에베레스트와 힌두쿠시-히말라야(Hindu Kush-Himalaya) 산맥 일대에서 풀과 나무가 자라는 지역이 급격히 증가했다는 연구결과가 나왔다. 영국 가디언의 10일 보도에 따르면 영국 엑서터대학 연구진이 미국항공우주국(NASA)의 자원탐사 위성인 란셋인공위성이 제공하는 자료를 분석한 결과, 에베레스트 내 수목한계선과 설선(높은 산에서 만년설이 시작되는 부분의 경계선)사이 지역에서 서식하는 초목이 증가한 것을 확인했다. 해당 지역은 사람의 접근이 매우 어려워 지형학이나 수문학적으로 알려진 것이 많지 않다. 다만 20여 년 전에는 만년설과 얼음으로 뒤덮인 곳이었으나, 현재는 당시 얼음이 덮여있던 지역의 5배에서 최대 15배에 달하는 드넓은 곳에서 소형 관목과 풀이 자라는 것을 확인했다고 연구진은 밝혔다. 연구진은 1993~2018년 란셋인공위성이 제공한 위성 자료를 분석했으며, 해발 4150~6000m 사이에서 관목과 풀이 두드러지게 자라기 시작한 것을 확인할 수 있었다. 특히 해발 5000~5500m의 고지대에서 이러한 현상은 더욱 뚜렷하게 나타났다. 연구진은 “이러한 현상은 지구온난화로 인해 에베레스트를 포함한 히말라야 일대에서 식물이 자라기에 기온이 너무 낮은 ‘기온 제한 지역’이 점차 감소하고 있는 것과 맥이 통한다”고 설명했다. 전문가들은 히말라야의 생태계가 기후변화에 매우 취약하다고 경고한다. 엑서터대학 환경 및 지속가능성연구소의 캐런 앤더슨 박사는 “히말라야 지역의 얼음 손실률은 2000~2016년 사이 2배로 증가했다”면서 “우리는 수목한계선과 설선 사이 지역의 생태계 변화가 히말라야의 수중 생태계에 어떠한 영향을 미치는지 거의 모르고 있다”고 지적했다. 해당 지역에서 관목과 초목이 증가한 것은 그만큼 많은 양의 눈과 얼음이 녹았다는 것을 의미한다. 눈과 얼음이 녹아서 생긴 물이 에베레스트 등 히말라야 산맥 전체에 영향을 미치며, 이것이 아시아 일대에 대규모 물 재앙을 유발할 수도 있다는 우려가 쏟아지고 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘글로벌 체인지 바이올로지’(Global Change Biology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘울릉산마늘’이 한국특산식물로 확인됐다. 산림청 국립수목원은 9일 울릉도에 자생하는 울릉산마늘에 대한 분류학적 연구를 통해 러시아·중국·일본에 분포하는 개체들과 다른 새로운 종이라고 밝혔다. 그동안 동일종으로 인식했으나 분류학적 연구 결과 백색의 꽃잎이 더 크고 넓으며, 염색체가 2배체(2n=16)인 다른 형질을 갖고 있다고 덧붙였다. 울릉산마늘은 미네랄과 비타민 등이 풍부하고 마늘 특유의 향이 있어 식용과 약용으로 널리 이용되고 있는 산림자원이다. 국립수목원과 창원대 공동연구진은 한국특산식물로 확인된 울릉산마늘의 학명을 ‘Allium ulleungense’로 명명하고 전문학술지에 발표했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

세포 깨우면 회복… 근본적 치료 기대영화 ‘백투더퓨처’의 배우 마이클 J 폭스, 유명 권투선수 무하마드 알리, 교황 요한 바오로 2세 등이 앓았던 파킨슨병은 도파민 신경세포의 활동이 줄어들어 잠들면 발생한다는 사실을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 인지교세포과학그룹, 서울아산병원, 한국과학기술연구원(KIST), 충남대 의대, 한국뇌연구원, 분당서울대병원 공동연구팀은 뇌 속에 있는 별모양의 신경세포인 별세포가 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병이 유발된다는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10일자에 발표했다. 파킨슨병은 손발이 심하게 떨리거나 운동 능력이 저하되는 퇴행성 뇌질환으로 나이가 들수록 발병 확률이 높아진다. 지금까지는 운동에 관여하는 도파민 신경세포가 죽으면서 파킨슨병이 발생한다는 것이 정설이었다. 그런데 이번에 국내 연구팀이 동물실험을 통해 별세포에서 ‘가바’라는 물질이 과다하게 분비돼 도파민 신경세포 활동을 둔화시켜 도파민 분비가 제대로 되지 않으면 파킨슨병이 생긴다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐로 별세포가 가바를 분비하지 못하도록 하는 실험을 한 결과 도파민이 정상적으로 분비되면서 운동 기능 이상 같은 파킨슨병 증상이 완화되는 것을 관찰했다. 또 연구팀은 정상적인 생쥐의 머리에 광섬유를 심어 도파민 신경세포를 빛으로 제어하는 광유전학 실험도 했다. 실험 결과 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병에 걸린 것처럼 몸이 떨리고 걸음이 불안정해지는 것이 관찰됐고 도파민 신경세포를 깨우면 다시 정상으로 돌아온다는 사실을 재확인했다. 연구팀은 이번 결과를 활용하면 파킨슨병을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람 피부와 똑같은 기능을 가진 온도조절 물질을 개발했다. 피부에 있는 땀샘처럼 온도 변화에 따라 변화함으로써 쉽게 온도조절을 할 수 있게 해주는 것으로 스마트폰 같은 전자기기 발열을 막아주는 방열소자나 에너지 발전소자, 미세제어시스템에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 소재부품원천연구본부 신소재연구실 연구팀은 외부 전원 없이 사람의 피부 표면온도와 비슷한 31도에서 온도가 낮으면 팽창해 구멍이 닫히고 높아지면 자동으로 열리는 방열소자를 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 연구팀은 온도에 따라 물 흡수량이 달라지는 ‘온도 반응성 하이드로겔’을 풍차모양으로 만들어 일정 온도보다 낮으면 물을 머금어 팽창해 닫히고 온도가 높아지면 물을 배출해 수축하는 밸브를 만들었다. 연구진이 개발한 박막 소자는 두 개의 층으로 이뤄져 있는데 윗층은 프레임으로 단우구조 셀을 지지해주는 역할을 하고 아래층은 밸브 구조로 제작돼 고분자간 결합을 통해 유연한 박막형태의 냉각소자로 만든 뒤 내부에는 물로 채웠다. 팽창-수축을 반복하는 밸브는 사람의 땀샘 크기와 유사하게 미세하게 만들었다.이번에 개발한 방열소자의 크기는 가로, 세로 각각 3㎝ 크기로 인공땀샘 2만 개가 들어가 있다. 소자 두께는 2층으로 돼 있지만 70㎛(마이크로미터)이고 인공땀샘 하나의 크기는 100㎛, 밸브는 20㎛ 크기이다. 연구팀은 온도에 따른 증발력을 측정한 결과 기존 방열 박막에 비해 저온에서 증발이 30% 가량 억제되는 것이 관찰됐고 반복 사용에서도 일정한 성능을 유지하는 것이 확인됐다. 연구팀에 따르면 인공 피부 박막을 더 크게 만들 수 있다고 설명했다. 문승언 ETRI 박사는 “이번에 개발한 재료는 인공피부로 활용할 수도 있으며 열전소자와 결합시키면 손목시계 같은 전자장치를 부착하고 있기만 해도 생체정보를 연속적으로 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 특정 부위에 약물을 투여하는 등 다양한 웨어러블 소자로 활용할 수 있을 것”이라며 “2년 이내에 상용화가 가능할 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의학기술이 발전해 다양한 암 치료법이 나오고 있지만 암은 여전히 공포의 대상이 되고 있다. 지난해 통계청이 발표한 ‘2018년 사망원인통계’에 따르면 2018년 한국인의 3대 사망원인은 암, 심장질환, 폐렴이었으며 특히 전체 사망자의 26.5%가 암으로 사망하는 등 가장 중요한 사망원인으로 꼽히고 있다. 완치수준으로 암을 이겨낸다고 하더라도 그 과정에서 환자들과 보호자들의 고통은 심하다. 다양한 항암치료법이 나오고 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 화학요법이다. 문제는 화학적 항암요법은 암세포를 죽여 암세포를 죽이는 방식인데 정상적인 세포까지 공격하면서 항암치료후 구토나 설사, 탈모, 무기력증 등 부작용이 발생한다. 그런데 국내 연구진이 기초연구 수준이지만 이런 구토유발 항암치료 없이 암세포를 원래 정상세포로 바꾸는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 삼성서울병원 공동연구팀은 시스템생물학 기법으로 대장암세포를 정상적인 대장세포로 변환시키는데 필요한 핵심인자를 찾아내고 세포실험을 통해 정상세포 전환에 성공했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국암학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘분자 암 연구’(Molecular Cancer Research)’ 2일자 표지논문과 하이라이트 분석기사로 실렸다. 암 치료를 위해서는 외과수술과 방사선치료, 화학적 항암치료, 표적 항암치료, 면역 항암요법이 쓰인다. 표적 항암치료는 암세포만 특이적으로 없애고 면역 항암요법은 인체의 면역시스템을 활성화시켜 암세포를 제거하는 것이지만 효과와 적용대상이 제한적이고 오래 치료받을 경우는 내성이 발생하는 것은 마찬가지이다. 이 때문에 여전히 화학적 항암치료 방법이 쓰이고 있다. 연구팀은 환자의 고통을 줄이고 암세포를 제거한다는 치료 목적을 달성하기 위해 20세기 초부터 간혹 발견된 암세포의 정상세포 변환현상에 주목했다. 암세포의 정상세포 변환에 대해 많은 연구자들이 관심을 갖고 있었지만 원리가 정확히 밝혀지지 않고 인위적으로 제어할 수 있는 방법을 찾지 못해 우연한 현상에 머물러 있었다.연구팀은 시스템생물학적 기법으로 대장암 세포와 정상적 대장 세포의 유전자 조절 네트워크를 분석한 결과 정상 대장세포로 변환할 수 있는 핵심인자 5종(CDX2, ELF3, HNF4G, PPARG, VDR)을 찾았고 이와 관련된 후성유전학적 조절인자(SETDB1)도 발견했다. 연구팀은 암세포에서는 SETDB1가 특이적으로 활성화돼 암세포가 정상세포로 변환되는 것을 차단하고 있다는 것을 확인한 것이다. 실제로 분자세포 실험을 통해 대장암 세포에서 SETDB1를 억제했을 때 세포가 과다하게 분열되는 것이 멈추고 정상 대장세포의 유전자 발현패턴을 회복하는 것이 관찰됐다. 조광현 카이스트 교수는 “지금까지 암은 유전자 변이가 누적되면서 나타나는 현상이기 때문에 정상세포로 되돌릴 수 없다고 알려졌지만 이번 연구를 통해 정상세포로 변환이 가능하다는 것을 확인했다”라며 “아직 기초연구이기는 하지만 이번 연구결과를 바탕으로 새로운 치료법이 개발된다면 현재 항암치료의 부작용과 내성발생을 최소화해 환자의 고통을 줄이고 당뇨나 고혈압처럼 암도 만성질환으로 관리가 가능해질 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

양질의 수면을 취하지 못하는 것이 다양한 질병의 원인이 될 수 있으며, 특히 치매와 알츠하이머를 유발하는데 영향을 미친다는 사실은 익히 알려져 있다. 그렇다면 단 하룻밤을 꼬박 새는 것은 우리 몸에 어떤 영향을 줄까. 최근 스웨덴 웁살라대학 연구진은 평균연령 22세의 건강한 남성 15명을 대상으로 실험을 실시했다. 모든 실험참가자들은 실험이 시작되기 전 실시한 설문조사에서, 하루 평균 7~9시간 정도 규칙적으로 수면을 취한다고 응답했다. 연구진은 실험참가자들을 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 이틀 밤을 평소와 다름없이 편안하게 잘 것을 주문했다. 다른 그룹은 첫날 밤 똑같이 편안하게 수면을 취하고, 두 번째 날 밤은 자야 할 시간에 계속 걷게 하거나 불을 환하게 밝혀놓고 게임 및 영화 시청 등을 하게 해 수면을 방해했다. 두 그룹 모두 2박 3일 동안 규칙적이고 엄격한 식사량과 운동을 지키게 한 뒤 밤과 아침에 혈액샘플을 채취하고 치매와 관련있는 생물표지 5가지를 측정했다. 분석 결과, 하룻밤 수면을 방해받은 다음날은 치매를 유발하는 중요한 단백질 중 하나인 타우(tau)가 17% 급증한 것으로 나타났다. 반면 정상적인 수면을 취한 다음 날에는 타우 단백질이 2%밖에 늘지 않았다. 다만 치매의 다른 원인으로 지목되는 단백질 베타 아밀로이드를 비롯, 치매와 연관있는 다른 생물지표들은 잠을 평소처럼 잔 날이나 밤을 새운 날이나 큰 차이가 없었다. 연구진은 “잠을 하룻밤 못 잤을 뿐인데 타우 단백질이 급증하는 이유는 아직 정확하게 밝히지 못했다”면서도 “다만 신경세포 활동량이 늘어날수록 타우단백질이 더 많이 분비될 수 있다”고 추측했다. 일반적으로 사람은 활동시간이 길어질수록 신경세포의 활동시간도 길어지고, 이때 타우 단백질도 함께 증가하면서 치매의 위험이 높아질 수 있는 것으로 연구진은 분석했다. 이번 연구결과는 미국 신경학회 학술지 ‘신경학’(Neurology) 온라인판 8일 자에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리나라에서 발생하는 미세먼지(PM10)의 중국 영향이 19%에 달한다는 연구 결과가 나왔다. 김문준 중국 듀크쿤샨대학교 교수 연구팀은 2006∼2014년 우리나라 16개 시도에서 미세먼지의 중국 기여도를 분석해 9일 온라인 국제학술지 ‘헬리욘’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 각 시·도의 일별 미세먼지 농도와 온도·강수량·풍속 등 기후데이터를 기반으로 중국발 영향을 추산했다. 그 결과 한국 내 미세먼지의 중국발 영향은 연평균 19%로 추정됐다. 계절별로는 여름이 30%로 가장 높았고 겨울(21%), 봄(17%), 가을(12%) 등이다. 중국에서 난방이 집중되는 겨울과 황사가 발생하는 봄철에 고농도 미세먼지가 발생하고 초미세먼지(PM2.5)가 높아지는 기존 분석과 차이를 보였다. 연구팀은 “기존 연구를 종합할 때 매년 여름 중국에서 행해지는 짚 태우기와 연관 가능성이 크다”고 밝혔다. 우리나라 미세먼지 농도에 가장 큰 영향을 주는 바람의 방향으로 ‘남서풍’을 꼽았다. 중국 내 주요 공업단지인 베이징, 텐진, 허베이지역과 황사 근원지로 꼽히는 내몽고 쪽에서 불어오는 ‘북서풍’의 영향이 크다는 일반적인 인식과 다르다. PM10는 입자 크기가 10㎛ 이하, PM2.5는 2.5㎛ 이하로 위해성이 높다.이번 연구는 PM10의 중국발 영향만 평가했다. 김 교수는 “초미세먼지에 대한 한국의 전국 단위 데이터가 2015년부터 수집돼 이번 연구에서는 제외했다”며 “초미세먼지까지 고려한다면 한국 내 전체 미세먼지 발생에 미치는 중국발 기여도는 훨씬 높아질 것”이라고 말했다. 그는 또 “사회과학적 방법론을 이용한 분석에서도 한국 내 미세먼지에 대한 중국발 기여도가 통계적으로 유의함을 확인한 데 의미가 있다”고 덧붙였다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

알츠하이머 관련 단백질 ‘타우’ 17% 급증베타 아밀로이드 등은 수면시간과 연관 없어하룻밤만 잠을 못 자도 알츠하이머 치매와 연관이 있는 뇌 신경세포의 특정 단백질이 급증한다는 연구 결과가 나왔다. 스웨덴 웁살라 대학 의대 신경과 전문의인 요나탄 세데르마에스 박사 연구팀은 건강하고 정상 체중의 남성(평균 연령 22세) 15명을 대상으로 진행한 실험한 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 뉴사이언티스트 등이 8일(현지시간) 보도했다. 이들은 평소 하루 7~9시간을 자는 사람들이었다. 연구팀은 이들에게 엄격한 식사와 활동 스케줄에 따라 수면 클리닉에서 시간을 보내면서 이틀 동안 충분히 자도록 했다. 이후 또 다른 이틀을 관찰했는데, 이때는 하루는 정상대로 수면을 취하고, 그 다음 하루는 게임을 하거나 영화를 보거나 이야기를 나누면서 밤을 꼬박 새우게 했다. 실험을 하는 동안 매일 저녁과 다음날 아침의 혈액 샘플을 채취해 치매와 관련 있는 5가지 생물표지(biomarker)를 측정했다. 그 결과 밤을 꼬박 새운 다음날은 치매의 중요한 원인으로 지목되고 있는 두 가지 단백질 중 하나인 타우(tau)가 17% 급증한 것으로 나타났다. 정상적인 수면을 취한 다음날에는 타우 단백질이 2%밖에 늘어나지 않았다. 치매의 또 다른 원인으로 지목되고 있는 단백질 베타 아밀로이드를 비롯해, 치매와 연관이 있는 다른 4가지 생물표지는 그러나 잠을 제대로 잔 날이나 밤을 새운 날이나 차이가 없었다. 이 결과는 수면 부족으로 치매 위험이 높아질 수 있음을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 잠을 못 잤을 때 타우 단백질이 급증하는 이유는 알 수 없지만, 신경세포의 활동량이 늘어날수록 타우 단백질이 더 많이 분비되기 때문일 것으로 연구팀은 추측했다. 사람은 하루 15~18시간 활동하고 나머지 시간은 자야 하는데 활동 시간이 길어지면 신경세포가 하루 24시간이라는 주어진 시간에 청소할 수 없는 수준까지 타우 단백질이 증가하기 때문일 수 있다는 것이다. 타우와 베타 아밀로이드는 모두 뇌 신경세포에 있는 단백질로 타우는 세포 내부에, 베타 아밀로이드는 세포의 표면에 있다. 베타 아밀로이드와 타우 단백질이 잘못 접히면 베타 아밀로이드는 서로 뭉쳐 플라크(plaque)를 형성하고 타우는 서로 엉키면서(tangle) 신경세포를 파괴, 치매를 일으키는 것으로 알려져 있다. 이 두 단백질 중 특히 베타 아밀로이드가 치매의 주범으로 지목돼 왔다. 그러나 최근 베타 아밀로이드가 아닌 타우가 주범이라는 증거들이 나타나고 있다. 며칠 전에는 미국 샌프란시스코 캘리포니아대학 연구팀이 타우 단백질 엉킴이 치매의 주범일 수 있다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 이 연구 결과는 미국 신경학회 학술지 ‘신경학’(Neurology) 온라인판(1월 8일 자)에 실렸다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr